Debug Info: LiveDebugVarible can remove DBG_VALUEs, make sure we emit them back.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / RegisterCoalescer.cpp
1 //===- RegisterCoalescer.cpp - Generic Register Coalescing Interface -------==//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the generic RegisterCoalescer interface which
11 // is used as the common interface used by all clients and
12 // implementations of register coalescing.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #define DEBUG_TYPE "regalloc"
17 #include "RegisterCoalescer.h"
18 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/LiveRangeEdit.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
30 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/VirtRegMap.h"
32 #include "llvm/IR/Value.h"
33 #include "llvm/Pass.h"
34 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
37 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
38 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
40 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
41 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
42 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
43 #include <algorithm>
44 #include <cmath>
45 using namespace llvm;
46
47 STATISTIC(numJoins    , "Number of interval joins performed");
48 STATISTIC(numCrossRCs , "Number of cross class joins performed");
49 STATISTIC(numCommutes , "Number of instruction commuting performed");
50 STATISTIC(numExtends  , "Number of copies extended");
51 STATISTIC(NumReMats   , "Number of instructions re-materialized");
52 STATISTIC(NumInflated , "Number of register classes inflated");
53 STATISTIC(NumLaneConflicts, "Number of dead lane conflicts tested");
54 STATISTIC(NumLaneResolves,  "Number of dead lane conflicts resolved");
55
56 static cl::opt<bool>
57 EnableJoining("join-liveintervals",
58               cl::desc("Coalesce copies (default=true)"),
59               cl::init(true));
60
61 // Temporary flag to test critical edge unsplitting.
62 static cl::opt<bool>
63 EnableJoinSplits("join-splitedges",
64   cl::desc("Coalesce copies on split edges (default=subtarget)"), cl::Hidden);
65
66 // Temporary flag to test global copy optimization.
67 static cl::opt<cl::boolOrDefault>
68 EnableGlobalCopies("join-globalcopies",
69   cl::desc("Coalesce copies that span blocks (default=subtarget)"),
70   cl::init(cl::BOU_UNSET), cl::Hidden);
71
72 static cl::opt<bool>
73 VerifyCoalescing("verify-coalescing",
74          cl::desc("Verify machine instrs before and after register coalescing"),
75          cl::Hidden);
76
77 namespace {
78   class RegisterCoalescer : public MachineFunctionPass,
79                             private LiveRangeEdit::Delegate {
80     MachineFunction* MF;
81     MachineRegisterInfo* MRI;
82     const TargetMachine* TM;
83     const TargetRegisterInfo* TRI;
84     const TargetInstrInfo* TII;
85     LiveIntervals *LIS;
86     const MachineLoopInfo* Loops;
87     AliasAnalysis *AA;
88     RegisterClassInfo RegClassInfo;
89
90     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce global copies
91     /// in favor of keeping local copies.
92     bool JoinGlobalCopies;
93
94     /// \brief True if the coalescer should aggressively coalesce fall-thru
95     /// blocks exclusively containing copies.
96     bool JoinSplitEdges;
97
98     /// WorkList - Copy instructions yet to be coalesced.
99     SmallVector<MachineInstr*, 8> WorkList;
100     SmallVector<MachineInstr*, 8> LocalWorkList;
101
102     /// ErasedInstrs - Set of instruction pointers that have been erased, and
103     /// that may be present in WorkList.
104     SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> ErasedInstrs;
105
106     /// Dead instructions that are about to be deleted.
107     SmallVector<MachineInstr*, 8> DeadDefs;
108
109     /// Virtual registers to be considered for register class inflation.
110     SmallVector<unsigned, 8> InflateRegs;
111
112     /// Recursively eliminate dead defs in DeadDefs.
113     void eliminateDeadDefs();
114
115     /// LiveRangeEdit callback.
116     void LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI);
117
118     /// coalesceLocals - coalesce the LocalWorkList.
119     void coalesceLocals();
120
121     /// joinAllIntervals - join compatible live intervals
122     void joinAllIntervals();
123
124     /// copyCoalesceInMBB - Coalesce copies in the specified MBB, putting
125     /// copies that cannot yet be coalesced into WorkList.
126     void copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB);
127
128     /// copyCoalesceWorkList - Try to coalesce all copies in CurrList. Return
129     /// true if any progress was made.
130     bool copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList);
131
132     /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
133     /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns
134     /// true if the copy was successfully coalesced away. If it is not
135     /// currently possible to coalesce this interval, but it may be possible if
136     /// other things get coalesced, then it returns true by reference in
137     /// 'Again'.
138     bool joinCopy(MachineInstr *TheCopy, bool &Again);
139
140     /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
141     /// returns false.  The output "SrcInt" will not have been modified, so we
142     /// can use this information below to update aliases.
143     bool joinIntervals(CoalescerPair &CP);
144
145     /// Attempt joining two virtual registers. Return true on success.
146     bool joinVirtRegs(CoalescerPair &CP);
147
148     /// Attempt joining with a reserved physreg.
149     bool joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP);
150
151     /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy. If
152     /// the source value number is defined by a copy from the destination reg
153     /// see if we can merge these two destination reg valno# into a single
154     /// value number, eliminating a copy.
155     bool adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP, MachineInstr *CopyMI);
156
157     /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
158     /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
159     bool hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA, LiveInterval &IntB,
160                               VNInfo *AValNo, VNInfo *BValNo);
161
162     /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy.
163     /// If the source value number is defined by a commutable instruction and
164     /// its other operand is coalesced to the copy dest register, see if we
165     /// can transform the copy into a noop by commuting the definition.
166     bool removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,MachineInstr *CopyMI);
167
168     /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a
169     /// trivial computation, replace the copy by rematerialize the definition.
170     bool reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt, unsigned DstReg,
171                                  MachineInstr *CopyMI);
172
173     /// canJoinPhys - Return true if a physreg copy should be joined.
174     bool canJoinPhys(const CoalescerPair &CP);
175
176     /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
177     /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
178     /// physical register and the existing subregister number of the def / use
179     /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
180     /// subregister.
181     void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg, unsigned DstReg, unsigned SubIdx);
182
183     /// eliminateUndefCopy - Handle copies of undef values.
184     bool eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI, const CoalescerPair &CP);
185
186   public:
187     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
188     RegisterCoalescer() : MachineFunctionPass(ID) {
189       initializeRegisterCoalescerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
190     }
191
192     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
193
194     virtual void releaseMemory();
195
196     /// runOnMachineFunction - pass entry point
197     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
198
199     /// print - Implement the dump method.
200     virtual void print(raw_ostream &O, const Module* = 0) const;
201   };
202 } /// end anonymous namespace
203
204 char &llvm::RegisterCoalescerID = RegisterCoalescer::ID;
205
206 INITIALIZE_PASS_BEGIN(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
207                       "Simple Register Coalescing", false, false)
208 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
209 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
210 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
211 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
212 INITIALIZE_PASS_END(RegisterCoalescer, "simple-register-coalescing",
213                     "Simple Register Coalescing", false, false)
214
215 char RegisterCoalescer::ID = 0;
216
217 static bool isMoveInstr(const TargetRegisterInfo &tri, const MachineInstr *MI,
218                         unsigned &Src, unsigned &Dst,
219                         unsigned &SrcSub, unsigned &DstSub) {
220   if (MI->isCopy()) {
221     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
222     DstSub = MI->getOperand(0).getSubReg();
223     Src = MI->getOperand(1).getReg();
224     SrcSub = MI->getOperand(1).getSubReg();
225   } else if (MI->isSubregToReg()) {
226     Dst = MI->getOperand(0).getReg();
227     DstSub = tri.composeSubRegIndices(MI->getOperand(0).getSubReg(),
228                                       MI->getOperand(3).getImm());
229     Src = MI->getOperand(2).getReg();
230     SrcSub = MI->getOperand(2).getSubReg();
231   } else
232     return false;
233   return true;
234 }
235
236 // Return true if this block should be vacated by the coalescer to eliminate
237 // branches. The important cases to handle in the coalescer are critical edges
238 // split during phi elimination which contain only copies. Simple blocks that
239 // contain non-branches should also be vacated, but this can be handled by an
240 // earlier pass similar to early if-conversion.
241 static bool isSplitEdge(const MachineBasicBlock *MBB) {
242   if (MBB->pred_size() != 1 || MBB->succ_size() != 1)
243     return false;
244
245   for (MachineBasicBlock::const_iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
246        MII != E; ++MII) {
247     if (!MII->isCopyLike() && !MII->isUnconditionalBranch())
248       return false;
249   }
250   return true;
251 }
252
253 bool CoalescerPair::setRegisters(const MachineInstr *MI) {
254   SrcReg = DstReg = 0;
255   SrcIdx = DstIdx = 0;
256   NewRC = 0;
257   Flipped = CrossClass = false;
258
259   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
260   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
261     return false;
262   Partial = SrcSub || DstSub;
263
264   // If one register is a physreg, it must be Dst.
265   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Src)) {
266     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
267       return false;
268     std::swap(Src, Dst);
269     std::swap(SrcSub, DstSub);
270     Flipped = true;
271   }
272
273   const MachineRegisterInfo &MRI = MI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
274
275   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst)) {
276     // Eliminate DstSub on a physreg.
277     if (DstSub) {
278       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
279       if (!Dst) return false;
280       DstSub = 0;
281     }
282
283     // Eliminate SrcSub by picking a corresponding Dst superregister.
284     if (SrcSub) {
285       Dst = TRI.getMatchingSuperReg(Dst, SrcSub, MRI.getRegClass(Src));
286       if (!Dst) return false;
287       SrcSub = 0;
288     } else if (!MRI.getRegClass(Src)->contains(Dst)) {
289       return false;
290     }
291   } else {
292     // Both registers are virtual.
293     const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(Src);
294     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
295
296     // Both registers have subreg indices.
297     if (SrcSub && DstSub) {
298       // Copies between different sub-registers are never coalescable.
299       if (Src == Dst && SrcSub != DstSub)
300         return false;
301
302       NewRC = TRI.getCommonSuperRegClass(SrcRC, SrcSub, DstRC, DstSub,
303                                          SrcIdx, DstIdx);
304       if (!NewRC)
305         return false;
306     } else if (DstSub) {
307       // SrcReg will be merged with a sub-register of DstReg.
308       SrcIdx = DstSub;
309       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(DstRC, SrcRC, DstSub);
310     } else if (SrcSub) {
311       // DstReg will be merged with a sub-register of SrcReg.
312       DstIdx = SrcSub;
313       NewRC = TRI.getMatchingSuperRegClass(SrcRC, DstRC, SrcSub);
314     } else {
315       // This is a straight copy without sub-registers.
316       NewRC = TRI.getCommonSubClass(DstRC, SrcRC);
317     }
318
319     // The combined constraint may be impossible to satisfy.
320     if (!NewRC)
321       return false;
322
323     // Prefer SrcReg to be a sub-register of DstReg.
324     // FIXME: Coalescer should support subregs symmetrically.
325     if (DstIdx && !SrcIdx) {
326       std::swap(Src, Dst);
327       std::swap(SrcIdx, DstIdx);
328       Flipped = !Flipped;
329     }
330
331     CrossClass = NewRC != DstRC || NewRC != SrcRC;
332   }
333   // Check our invariants
334   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Src) && "Src must be virtual");
335   assert(!(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst) && DstSub) &&
336          "Cannot have a physical SubIdx");
337   SrcReg = Src;
338   DstReg = Dst;
339   return true;
340 }
341
342 bool CoalescerPair::flip() {
343   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
344     return false;
345   std::swap(SrcReg, DstReg);
346   std::swap(SrcIdx, DstIdx);
347   Flipped = !Flipped;
348   return true;
349 }
350
351 bool CoalescerPair::isCoalescable(const MachineInstr *MI) const {
352   if (!MI)
353     return false;
354   unsigned Src, Dst, SrcSub, DstSub;
355   if (!isMoveInstr(TRI, MI, Src, Dst, SrcSub, DstSub))
356     return false;
357
358   // Find the virtual register that is SrcReg.
359   if (Dst == SrcReg) {
360     std::swap(Src, Dst);
361     std::swap(SrcSub, DstSub);
362   } else if (Src != SrcReg) {
363     return false;
364   }
365
366   // Now check that Dst matches DstReg.
367   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
368     if (!TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Dst))
369       return false;
370     assert(!DstIdx && !SrcIdx && "Inconsistent CoalescerPair state.");
371     // DstSub could be set for a physreg from INSERT_SUBREG.
372     if (DstSub)
373       Dst = TRI.getSubReg(Dst, DstSub);
374     // Full copy of Src.
375     if (!SrcSub)
376       return DstReg == Dst;
377     // This is a partial register copy. Check that the parts match.
378     return TRI.getSubReg(DstReg, SrcSub) == Dst;
379   } else {
380     // DstReg is virtual.
381     if (DstReg != Dst)
382       return false;
383     // Registers match, do the subregisters line up?
384     return TRI.composeSubRegIndices(SrcIdx, SrcSub) ==
385            TRI.composeSubRegIndices(DstIdx, DstSub);
386   }
387 }
388
389 void RegisterCoalescer::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
390   AU.setPreservesCFG();
391   AU.addRequired<AliasAnalysis>();
392   AU.addRequired<LiveIntervals>();
393   AU.addPreserved<LiveIntervals>();
394   AU.addPreserved<SlotIndexes>();
395   AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
396   AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
397   AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
398   MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
399 }
400
401 void RegisterCoalescer::eliminateDeadDefs() {
402   SmallVector<LiveInterval*, 8> NewRegs;
403   LiveRangeEdit(0, NewRegs, *MF, *LIS, 0, this).eliminateDeadDefs(DeadDefs);
404 }
405
406 // Callback from eliminateDeadDefs().
407 void RegisterCoalescer::LRE_WillEraseInstruction(MachineInstr *MI) {
408   // MI may be in WorkList. Make sure we don't visit it.
409   ErasedInstrs.insert(MI);
410 }
411
412 /// adjustCopiesBackFrom - We found a non-trivially-coalescable copy with IntA
413 /// being the source and IntB being the dest, thus this defines a value number
414 /// in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a copy from B,
415 /// see if we can merge these two pieces of B into a single value number,
416 /// eliminating a copy.  For example:
417 ///
418 ///  A3 = B0
419 ///    ...
420 ///  B1 = A3      <- this copy
421 ///
422 /// In this case, B0 can be extended to where the B1 copy lives, allowing the B1
423 /// value number to be replaced with B0 (which simplifies the B liveinterval).
424 ///
425 /// This returns true if an interval was modified.
426 ///
427 bool RegisterCoalescer::adjustCopiesBackFrom(const CoalescerPair &CP,
428                                              MachineInstr *CopyMI) {
429   assert(!CP.isPartial() && "This doesn't work for partial copies.");
430   assert(!CP.isPhys() && "This doesn't work for physreg copies.");
431
432   LiveInterval &IntA =
433     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
434   LiveInterval &IntB =
435     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
436   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
437
438   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A.  'B3' in
439   // the example above.
440   LiveInterval::iterator BLR = IntB.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
441   if (BLR == IntB.end()) return false;
442   VNInfo *BValNo = BLR->valno;
443
444   // Get the location that B is defined at.  Two options: either this value has
445   // an unknown definition point or it is defined at CopyIdx.  If unknown, we
446   // can't process it.
447   if (BValNo->def != CopyIdx) return false;
448
449   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
450   SlotIndex CopyUseIdx = CopyIdx.getRegSlot(true);
451   LiveInterval::iterator ALR = IntA.FindLiveRangeContaining(CopyUseIdx);
452   // The live range might not exist after fun with physreg coalescing.
453   if (ALR == IntA.end()) return false;
454   VNInfo *AValNo = ALR->valno;
455
456   // If AValNo is defined as a copy from IntB, we can potentially process this.
457   // Get the instruction that defines this value number.
458   MachineInstr *ACopyMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
459   // Don't allow any partial copies, even if isCoalescable() allows them.
460   if (!CP.isCoalescable(ACopyMI) || !ACopyMI->isFullCopy())
461     return false;
462
463   // Get the LiveRange in IntB that this value number starts with.
464   LiveInterval::iterator ValLR =
465     IntB.FindLiveRangeContaining(AValNo->def.getPrevSlot());
466   if (ValLR == IntB.end())
467     return false;
468
469   // Make sure that the end of the live range is inside the same block as
470   // CopyMI.
471   MachineInstr *ValLREndInst =
472     LIS->getInstructionFromIndex(ValLR->end.getPrevSlot());
473   if (!ValLREndInst || ValLREndInst->getParent() != CopyMI->getParent())
474     return false;
475
476   // Okay, we now know that ValLR ends in the same block that the CopyMI
477   // live-range starts.  If there are no intervening live ranges between them in
478   // IntB, we can merge them.
479   if (ValLR+1 != BLR) return false;
480
481   DEBUG(dbgs() << "Extending: " << PrintReg(IntB.reg, TRI));
482
483   SlotIndex FillerStart = ValLR->end, FillerEnd = BLR->start;
484   // We are about to delete CopyMI, so need to remove it as the 'instruction
485   // that defines this value #'. Update the valnum with the new defining
486   // instruction #.
487   BValNo->def = FillerStart;
488
489   // Okay, we can merge them.  We need to insert a new liverange:
490   // [ValLR.end, BLR.begin) of either value number, then we merge the
491   // two value numbers.
492   IntB.addRange(LiveRange(FillerStart, FillerEnd, BValNo));
493
494   // Okay, merge "B1" into the same value number as "B0".
495   if (BValNo != ValLR->valno)
496     IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, ValLR->valno);
497   DEBUG(dbgs() << "   result = " << IntB << '\n');
498
499   // If the source instruction was killing the source register before the
500   // merge, unset the isKill marker given the live range has been extended.
501   int UIdx = ValLREndInst->findRegisterUseOperandIdx(IntB.reg, true);
502   if (UIdx != -1) {
503     ValLREndInst->getOperand(UIdx).setIsKill(false);
504   }
505
506   // Rewrite the copy. If the copy instruction was killing the destination
507   // register before the merge, find the last use and trim the live range. That
508   // will also add the isKill marker.
509   CopyMI->substituteRegister(IntA.reg, IntB.reg, 0, *TRI);
510   if (ALR->end == CopyIdx)
511     LIS->shrinkToUses(&IntA);
512
513   ++numExtends;
514   return true;
515 }
516
517 /// hasOtherReachingDefs - Return true if there are definitions of IntB
518 /// other than BValNo val# that can reach uses of AValno val# of IntA.
519 bool RegisterCoalescer::hasOtherReachingDefs(LiveInterval &IntA,
520                                              LiveInterval &IntB,
521                                              VNInfo *AValNo,
522                                              VNInfo *BValNo) {
523   // If AValNo has PHI kills, conservatively assume that IntB defs can reach
524   // the PHI values.
525   if (LIS->hasPHIKill(IntA, AValNo))
526     return true;
527
528   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
529        AI != AE; ++AI) {
530     if (AI->valno != AValNo) continue;
531     LiveInterval::Ranges::iterator BI =
532       std::upper_bound(IntB.ranges.begin(), IntB.ranges.end(), AI->start);
533     if (BI != IntB.ranges.begin())
534       --BI;
535     for (; BI != IntB.ranges.end() && AI->end >= BI->start; ++BI) {
536       if (BI->valno == BValNo)
537         continue;
538       if (BI->start <= AI->start && BI->end > AI->start)
539         return true;
540       if (BI->start > AI->start && BI->start < AI->end)
541         return true;
542     }
543   }
544   return false;
545 }
546
547 /// removeCopyByCommutingDef - We found a non-trivially-coalescable copy with
548 /// IntA being the source and IntB being the dest, thus this defines a value
549 /// number in IntB.  If the source value number (in IntA) is defined by a
550 /// commutable instruction and its other operand is coalesced to the copy dest
551 /// register, see if we can transform the copy into a noop by commuting the
552 /// definition. For example,
553 ///
554 ///  A3 = op A2 B0<kill>
555 ///    ...
556 ///  B1 = A3      <- this copy
557 ///    ...
558 ///     = op A3   <- more uses
559 ///
560 /// ==>
561 ///
562 ///  B2 = op B0 A2<kill>
563 ///    ...
564 ///  B1 = B2      <- now an identify copy
565 ///    ...
566 ///     = op B2   <- more uses
567 ///
568 /// This returns true if an interval was modified.
569 ///
570 bool RegisterCoalescer::removeCopyByCommutingDef(const CoalescerPair &CP,
571                                                  MachineInstr *CopyMI) {
572   assert (!CP.isPhys());
573
574   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot();
575
576   LiveInterval &IntA =
577     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getDstReg() : CP.getSrcReg());
578   LiveInterval &IntB =
579     LIS->getInterval(CP.isFlipped() ? CP.getSrcReg() : CP.getDstReg());
580
581   // BValNo is a value number in B that is defined by a copy from A. 'B3' in
582   // the example above.
583   VNInfo *BValNo = IntB.getVNInfoAt(CopyIdx);
584   if (!BValNo || BValNo->def != CopyIdx)
585     return false;
586
587   assert(BValNo->def == CopyIdx && "Copy doesn't define the value?");
588
589   // AValNo is the value number in A that defines the copy, A3 in the example.
590   VNInfo *AValNo = IntA.getVNInfoAt(CopyIdx.getRegSlot(true));
591   assert(AValNo && "COPY source not live");
592   if (AValNo->isPHIDef() || AValNo->isUnused())
593     return false;
594   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(AValNo->def);
595   if (!DefMI)
596     return false;
597   if (!DefMI->isCommutable())
598     return false;
599   // If DefMI is a two-address instruction then commuting it will change the
600   // destination register.
601   int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(IntA.reg);
602   assert(DefIdx != -1);
603   unsigned UseOpIdx;
604   if (!DefMI->isRegTiedToUseOperand(DefIdx, &UseOpIdx))
605     return false;
606   unsigned Op1, Op2, NewDstIdx;
607   if (!TII->findCommutedOpIndices(DefMI, Op1, Op2))
608     return false;
609   if (Op1 == UseOpIdx)
610     NewDstIdx = Op2;
611   else if (Op2 == UseOpIdx)
612     NewDstIdx = Op1;
613   else
614     return false;
615
616   MachineOperand &NewDstMO = DefMI->getOperand(NewDstIdx);
617   unsigned NewReg = NewDstMO.getReg();
618   if (NewReg != IntB.reg || !LiveRangeQuery(IntB, AValNo->def).isKill())
619     return false;
620
621   // Make sure there are no other definitions of IntB that would reach the
622   // uses which the new definition can reach.
623   if (hasOtherReachingDefs(IntA, IntB, AValNo, BValNo))
624     return false;
625
626   // If some of the uses of IntA.reg is already coalesced away, return false.
627   // It's not possible to determine whether it's safe to perform the coalescing.
628   for (MachineRegisterInfo::use_nodbg_iterator UI =
629          MRI->use_nodbg_begin(IntA.reg),
630        UE = MRI->use_nodbg_end(); UI != UE; ++UI) {
631     MachineInstr *UseMI = &*UI;
632     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI);
633     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
634     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
635       continue;
636     // If this use is tied to a def, we can't rewrite the register.
637     if (UseMI->isRegTiedToDefOperand(UI.getOperandNo()))
638       return false;
639   }
640
641   DEBUG(dbgs() << "\tremoveCopyByCommutingDef: " << AValNo->def << '\t'
642                << *DefMI);
643
644   // At this point we have decided that it is legal to do this
645   // transformation.  Start by commuting the instruction.
646   MachineBasicBlock *MBB = DefMI->getParent();
647   MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(DefMI);
648   if (!NewMI)
649     return false;
650   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntA.reg) &&
651       TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(IntB.reg) &&
652       !MRI->constrainRegClass(IntB.reg, MRI->getRegClass(IntA.reg)))
653     return false;
654   if (NewMI != DefMI) {
655     LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(DefMI, NewMI);
656     MachineBasicBlock::iterator Pos = DefMI;
657     MBB->insert(Pos, NewMI);
658     MBB->erase(DefMI);
659   }
660   unsigned OpIdx = NewMI->findRegisterUseOperandIdx(IntA.reg, false);
661   NewMI->getOperand(OpIdx).setIsKill();
662
663   // If ALR and BLR overlaps and end of BLR extends beyond end of ALR, e.g.
664   // A = or A, B
665   // ...
666   // B = A
667   // ...
668   // C = A<kill>
669   // ...
670   //   = B
671
672   // Update uses of IntA of the specific Val# with IntB.
673   for (MachineRegisterInfo::use_iterator UI = MRI->use_begin(IntA.reg),
674          UE = MRI->use_end(); UI != UE;) {
675     MachineOperand &UseMO = UI.getOperand();
676     MachineInstr *UseMI = &*UI;
677     ++UI;
678     if (UseMI->isDebugValue()) {
679       // FIXME These don't have an instruction index.  Not clear we have enough
680       // info to decide whether to do this replacement or not.  For now do it.
681       UseMO.setReg(NewReg);
682       continue;
683     }
684     SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(UseMI).getRegSlot(true);
685     LiveInterval::iterator ULR = IntA.FindLiveRangeContaining(UseIdx);
686     if (ULR == IntA.end() || ULR->valno != AValNo)
687       continue;
688     // Kill flags are no longer accurate. They are recomputed after RA.
689     UseMO.setIsKill(false);
690     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(NewReg))
691       UseMO.substPhysReg(NewReg, *TRI);
692     else
693       UseMO.setReg(NewReg);
694     if (UseMI == CopyMI)
695       continue;
696     if (!UseMI->isCopy())
697       continue;
698     if (UseMI->getOperand(0).getReg() != IntB.reg ||
699         UseMI->getOperand(0).getSubReg())
700       continue;
701
702     // This copy will become a noop. If it's defining a new val#, merge it into
703     // BValNo.
704     SlotIndex DefIdx = UseIdx.getRegSlot();
705     VNInfo *DVNI = IntB.getVNInfoAt(DefIdx);
706     if (!DVNI)
707       continue;
708     DEBUG(dbgs() << "\t\tnoop: " << DefIdx << '\t' << *UseMI);
709     assert(DVNI->def == DefIdx);
710     BValNo = IntB.MergeValueNumberInto(BValNo, DVNI);
711     ErasedInstrs.insert(UseMI);
712     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(UseMI);
713     UseMI->eraseFromParent();
714   }
715
716   // Extend BValNo by merging in IntA live ranges of AValNo. Val# definition
717   // is updated.
718   VNInfo *ValNo = BValNo;
719   ValNo->def = AValNo->def;
720   for (LiveInterval::iterator AI = IntA.begin(), AE = IntA.end();
721        AI != AE; ++AI) {
722     if (AI->valno != AValNo) continue;
723     IntB.addRange(LiveRange(AI->start, AI->end, ValNo));
724   }
725   DEBUG(dbgs() << "\t\textended: " << IntB << '\n');
726
727   IntA.removeValNo(AValNo);
728   DEBUG(dbgs() << "\t\ttrimmed:  " << IntA << '\n');
729   ++numCommutes;
730   return true;
731 }
732
733 /// reMaterializeTrivialDef - If the source of a copy is defined by a trivial
734 /// computation, replace the copy by rematerialize the definition.
735 bool RegisterCoalescer::reMaterializeTrivialDef(LiveInterval &SrcInt,
736                                                 unsigned DstReg,
737                                                 MachineInstr *CopyMI) {
738   SlotIndex CopyIdx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI).getRegSlot(true);
739   LiveInterval::iterator SrcLR = SrcInt.FindLiveRangeContaining(CopyIdx);
740   assert(SrcLR != SrcInt.end() && "Live range not found!");
741   VNInfo *ValNo = SrcLR->valno;
742   if (ValNo->isPHIDef() || ValNo->isUnused())
743     return false;
744   MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(ValNo->def);
745   if (!DefMI)
746     return false;
747   assert(DefMI && "Defining instruction disappeared");
748   if (!DefMI->isAsCheapAsAMove())
749     return false;
750   if (!TII->isTriviallyReMaterializable(DefMI, AA))
751     return false;
752   bool SawStore = false;
753   if (!DefMI->isSafeToMove(TII, AA, SawStore))
754     return false;
755   const MCInstrDesc &MCID = DefMI->getDesc();
756   if (MCID.getNumDefs() != 1)
757     return false;
758   if (!DefMI->isImplicitDef()) {
759     // Make sure the copy destination register class fits the instruction
760     // definition register class. The mismatch can happen as a result of earlier
761     // extract_subreg, insert_subreg, subreg_to_reg coalescing.
762     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(MCID, 0, TRI, *MF);
763     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DstReg)) {
764       if (MRI->getRegClass(DstReg) != RC)
765         return false;
766     } else if (!RC->contains(DstReg))
767       return false;
768   }
769
770   MachineBasicBlock *MBB = CopyMI->getParent();
771   MachineBasicBlock::iterator MII =
772     llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(CopyMI));
773   TII->reMaterialize(*MBB, MII, DstReg, 0, DefMI, *TRI);
774   MachineInstr *NewMI = prior(MII);
775
776   // NewMI may have dead implicit defs (E.g. EFLAGS for MOV<bits>r0 on X86).
777   // We need to remember these so we can add intervals once we insert
778   // NewMI into SlotIndexes.
779   SmallVector<unsigned, 4> NewMIImplDefs;
780   for (unsigned i = NewMI->getDesc().getNumOperands(),
781          e = NewMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
782     MachineOperand &MO = NewMI->getOperand(i);
783     if (MO.isReg()) {
784       assert(MO.isDef() && MO.isImplicit() && MO.isDead() &&
785              TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()));
786       NewMIImplDefs.push_back(MO.getReg());
787     }
788   }
789
790   // CopyMI may have implicit operands, transfer them over to the newly
791   // rematerialized instruction. And update implicit def interval valnos.
792   for (unsigned i = CopyMI->getDesc().getNumOperands(),
793          e = CopyMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
794     MachineOperand &MO = CopyMI->getOperand(i);
795     if (MO.isReg()) {
796       assert(MO.isImplicit() && "No explicit operands after implict operands.");
797       // Discard VReg implicit defs.
798       if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
799         NewMI->addOperand(MO);
800       }
801     }
802   }
803
804   LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(CopyMI, NewMI);
805
806   SlotIndex NewMIIdx = LIS->getInstructionIndex(NewMI);
807   for (unsigned i = 0, e = NewMIImplDefs.size(); i != e; ++i) {
808     unsigned Reg = NewMIImplDefs[i];
809     for (MCRegUnitIterator Units(Reg, TRI); Units.isValid(); ++Units)
810       if (LiveInterval *LI = LIS->getCachedRegUnit(*Units))
811         LI->createDeadDef(NewMIIdx.getRegSlot(), LIS->getVNInfoAllocator());
812   }
813
814   CopyMI->eraseFromParent();
815   ErasedInstrs.insert(CopyMI);
816   DEBUG(dbgs() << "Remat: " << *NewMI);
817   ++NumReMats;
818
819   // The source interval can become smaller because we removed a use.
820   LIS->shrinkToUses(&SrcInt, &DeadDefs);
821   if (!DeadDefs.empty())
822     eliminateDeadDefs();
823
824   return true;
825 }
826
827 /// eliminateUndefCopy - ProcessImpicitDefs may leave some copies of <undef>
828 /// values, it only removes local variables. When we have a copy like:
829 ///
830 ///   %vreg1 = COPY %vreg2<undef>
831 ///
832 /// We delete the copy and remove the corresponding value number from %vreg1.
833 /// Any uses of that value number are marked as <undef>.
834 bool RegisterCoalescer::eliminateUndefCopy(MachineInstr *CopyMI,
835                                            const CoalescerPair &CP) {
836   SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(CopyMI);
837   LiveInterval *SrcInt = &LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
838   if (SrcInt->liveAt(Idx))
839     return false;
840   LiveInterval *DstInt = &LIS->getInterval(CP.getDstReg());
841   if (DstInt->liveAt(Idx))
842     return false;
843
844   // No intervals are live-in to CopyMI - it is undef.
845   if (CP.isFlipped())
846     DstInt = SrcInt;
847   SrcInt = 0;
848
849   VNInfo *DeadVNI = DstInt->getVNInfoAt(Idx.getRegSlot());
850   assert(DeadVNI && "No value defined in DstInt");
851   DstInt->removeValNo(DeadVNI);
852
853   // Find new undef uses.
854   for (MachineRegisterInfo::reg_nodbg_iterator
855          I = MRI->reg_nodbg_begin(DstInt->reg), E = MRI->reg_nodbg_end();
856        I != E; ++I) {
857     MachineOperand &MO = I.getOperand();
858     if (MO.isDef() || MO.isUndef())
859       continue;
860     MachineInstr *MI = MO.getParent();
861     SlotIndex Idx = LIS->getInstructionIndex(MI);
862     if (DstInt->liveAt(Idx))
863       continue;
864     MO.setIsUndef(true);
865     DEBUG(dbgs() << "\tnew undef: " << Idx << '\t' << *MI);
866   }
867   return true;
868 }
869
870 /// updateRegDefsUses - Replace all defs and uses of SrcReg to DstReg and
871 /// update the subregister number if it is not zero. If DstReg is a
872 /// physical register and the existing subregister number of the def / use
873 /// being updated is not zero, make sure to set it to the correct physical
874 /// subregister.
875 void RegisterCoalescer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
876                                           unsigned DstReg,
877                                           unsigned SubIdx) {
878   bool DstIsPhys = TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg);
879   LiveInterval *DstInt = DstIsPhys ? 0 : &LIS->getInterval(DstReg);
880
881   SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> Visited;
882   for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg);
883        MachineInstr *UseMI = I.skipInstruction();) {
884     // Each instruction can only be rewritten once because sub-register
885     // composition is not always idempotent. When SrcReg != DstReg, rewriting
886     // the UseMI operands removes them from the SrcReg use-def chain, but when
887     // SrcReg is DstReg we could encounter UseMI twice if it has multiple
888     // operands mentioning the virtual register.
889     if (SrcReg == DstReg && !Visited.insert(UseMI))
890       continue;
891
892     SmallVector<unsigned,8> Ops;
893     bool Reads, Writes;
894     tie(Reads, Writes) = UseMI->readsWritesVirtualRegister(SrcReg, &Ops);
895
896     // If SrcReg wasn't read, it may still be the case that DstReg is live-in
897     // because SrcReg is a sub-register.
898     if (DstInt && !Reads && SubIdx)
899       Reads = DstInt->liveAt(LIS->getInstructionIndex(UseMI));
900
901     // Replace SrcReg with DstReg in all UseMI operands.
902     for (unsigned i = 0, e = Ops.size(); i != e; ++i) {
903       MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(Ops[i]);
904
905       // Adjust <undef> flags in case of sub-register joins. We don't want to
906       // turn a full def into a read-modify-write sub-register def and vice
907       // versa.
908       if (SubIdx && MO.isDef())
909         MO.setIsUndef(!Reads);
910
911       if (DstIsPhys)
912         MO.substPhysReg(DstReg, *TRI);
913       else
914         MO.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
915     }
916
917     DEBUG({
918         dbgs() << "\t\tupdated: ";
919         if (!UseMI->isDebugValue())
920           dbgs() << LIS->getInstructionIndex(UseMI) << "\t";
921         dbgs() << *UseMI;
922       });
923   }
924 }
925
926 /// canJoinPhys - Return true if a copy involving a physreg should be joined.
927 bool RegisterCoalescer::canJoinPhys(const CoalescerPair &CP) {
928   /// Always join simple intervals that are defined by a single copy from a
929   /// reserved register. This doesn't increase register pressure, so it is
930   /// always beneficial.
931   if (!MRI->isReserved(CP.getDstReg())) {
932     DEBUG(dbgs() << "\tCan only merge into reserved registers.\n");
933     return false;
934   }
935
936   LiveInterval &JoinVInt = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
937   if (CP.isFlipped() && JoinVInt.containsOneValue())
938     return true;
939
940   DEBUG(dbgs() << "\tCannot join defs into reserved register.\n");
941   return false;
942 }
943
944 /// joinCopy - Attempt to join intervals corresponding to SrcReg/DstReg,
945 /// which are the src/dst of the copy instruction CopyMI.  This returns true
946 /// if the copy was successfully coalesced away. If it is not currently
947 /// possible to coalesce this interval, but it may be possible if other
948 /// things get coalesced, then it returns true by reference in 'Again'.
949 bool RegisterCoalescer::joinCopy(MachineInstr *CopyMI, bool &Again) {
950
951   Again = false;
952   DEBUG(dbgs() << LIS->getInstructionIndex(CopyMI) << '\t' << *CopyMI);
953
954   CoalescerPair CP(*TRI);
955   if (!CP.setRegisters(CopyMI)) {
956     DEBUG(dbgs() << "\tNot coalescable.\n");
957     return false;
958   }
959
960   // Dead code elimination. This really should be handled by MachineDCE, but
961   // sometimes dead copies slip through, and we can't generate invalid live
962   // ranges.
963   if (!CP.isPhys() && CopyMI->allDefsAreDead()) {
964     DEBUG(dbgs() << "\tCopy is dead.\n");
965     DeadDefs.push_back(CopyMI);
966     eliminateDeadDefs();
967     return true;
968   }
969
970   // Eliminate undefs.
971   if (!CP.isPhys() && eliminateUndefCopy(CopyMI, CP)) {
972     DEBUG(dbgs() << "\tEliminated copy of <undef> value.\n");
973     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
974     CopyMI->eraseFromParent();
975     return false;  // Not coalescable.
976   }
977
978   // Coalesced copies are normally removed immediately, but transformations
979   // like removeCopyByCommutingDef() can inadvertently create identity copies.
980   // When that happens, just join the values and remove the copy.
981   if (CP.getSrcReg() == CP.getDstReg()) {
982     LiveInterval &LI = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
983     DEBUG(dbgs() << "\tCopy already coalesced: " << LI << '\n');
984     LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(CopyMI));
985     if (VNInfo *DefVNI = LRQ.valueDefined()) {
986       VNInfo *ReadVNI = LRQ.valueIn();
987       assert(ReadVNI && "No value before copy and no <undef> flag.");
988       assert(ReadVNI != DefVNI && "Cannot read and define the same value.");
989       LI.MergeValueNumberInto(DefVNI, ReadVNI);
990       DEBUG(dbgs() << "\tMerged values:          " << LI << '\n');
991     }
992     LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
993     CopyMI->eraseFromParent();
994     return true;
995   }
996
997   // Enforce policies.
998   if (CP.isPhys()) {
999     DEBUG(dbgs() << "\tConsidering merging " << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI)
1000                  << " with " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx())
1001                  << '\n');
1002     if (!canJoinPhys(CP)) {
1003       // Before giving up coalescing, if definition of source is defined by
1004       // trivial computation, try rematerializing it.
1005       if (!CP.isFlipped() &&
1006           reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()),
1007                                   CP.getDstReg(), CopyMI))
1008         return true;
1009       return false;
1010     }
1011   } else {
1012     DEBUG({
1013       dbgs() << "\tConsidering merging to " << CP.getNewRC()->getName()
1014              << " with ";
1015       if (CP.getDstIdx() && CP.getSrcIdx())
1016         dbgs() << PrintReg(CP.getDstReg()) << " in "
1017                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getDstIdx()) << " and "
1018                << PrintReg(CP.getSrcReg()) << " in "
1019                << TRI->getSubRegIndexName(CP.getSrcIdx()) << '\n';
1020       else
1021         dbgs() << PrintReg(CP.getSrcReg(), TRI) << " in "
1022                << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI, CP.getSrcIdx()) << '\n';
1023     });
1024
1025     // When possible, let DstReg be the larger interval.
1026     if (!CP.isPartial() && LIS->getInterval(CP.getSrcReg()).ranges.size() >
1027                            LIS->getInterval(CP.getDstReg()).ranges.size())
1028       CP.flip();
1029   }
1030
1031   // Okay, attempt to join these two intervals.  On failure, this returns false.
1032   // Otherwise, if one of the intervals being joined is a physreg, this method
1033   // always canonicalizes DstInt to be it.  The output "SrcInt" will not have
1034   // been modified, so we can use this information below to update aliases.
1035   if (!joinIntervals(CP)) {
1036     // Coalescing failed.
1037
1038     // If definition of source is defined by trivial computation, try
1039     // rematerializing it.
1040     if (!CP.isFlipped() &&
1041         reMaterializeTrivialDef(LIS->getInterval(CP.getSrcReg()),
1042                                 CP.getDstReg(), CopyMI))
1043       return true;
1044
1045     // If we can eliminate the copy without merging the live ranges, do so now.
1046     if (!CP.isPartial() && !CP.isPhys()) {
1047       if (adjustCopiesBackFrom(CP, CopyMI) ||
1048           removeCopyByCommutingDef(CP, CopyMI)) {
1049         LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1050         CopyMI->eraseFromParent();
1051         DEBUG(dbgs() << "\tTrivial!\n");
1052         return true;
1053       }
1054     }
1055
1056     // Otherwise, we are unable to join the intervals.
1057     DEBUG(dbgs() << "\tInterference!\n");
1058     Again = true;  // May be possible to coalesce later.
1059     return false;
1060   }
1061
1062   // Coalescing to a virtual register that is of a sub-register class of the
1063   // other. Make sure the resulting register is set to the right register class.
1064   if (CP.isCrossClass()) {
1065     ++numCrossRCs;
1066     MRI->setRegClass(CP.getDstReg(), CP.getNewRC());
1067   }
1068
1069   // Removing sub-register copies can ease the register class constraints.
1070   // Make sure we attempt to inflate the register class of DstReg.
1071   if (!CP.isPhys() && RegClassInfo.isProperSubClass(CP.getNewRC()))
1072     InflateRegs.push_back(CP.getDstReg());
1073
1074   // CopyMI has been erased by joinIntervals at this point. Remove it from
1075   // ErasedInstrs since copyCoalesceWorkList() won't add a successful join back
1076   // to the work list. This keeps ErasedInstrs from growing needlessly.
1077   ErasedInstrs.erase(CopyMI);
1078
1079   // Rewrite all SrcReg operands to DstReg.
1080   // Also update DstReg operands to include DstIdx if it is set.
1081   if (CP.getDstIdx())
1082     updateRegDefsUses(CP.getDstReg(), CP.getDstReg(), CP.getDstIdx());
1083   updateRegDefsUses(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), CP.getSrcIdx());
1084
1085   // SrcReg is guaranteed to be the register whose live interval that is
1086   // being merged.
1087   LIS->removeInterval(CP.getSrcReg());
1088
1089   // Update regalloc hint.
1090   TRI->UpdateRegAllocHint(CP.getSrcReg(), CP.getDstReg(), *MF);
1091
1092   DEBUG({
1093     dbgs() << "\tJoined. Result = " << PrintReg(CP.getDstReg(), TRI);
1094     if (!CP.isPhys())
1095       dbgs() << LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1096      dbgs() << '\n';
1097   });
1098
1099   ++numJoins;
1100   return true;
1101 }
1102
1103 /// Attempt joining with a reserved physreg.
1104 bool RegisterCoalescer::joinReservedPhysReg(CoalescerPair &CP) {
1105   assert(CP.isPhys() && "Must be a physreg copy");
1106   assert(MRI->isReserved(CP.getDstReg()) && "Not a reserved register");
1107   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1108   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1109                << '\n');
1110
1111   assert(CP.isFlipped() && RHS.containsOneValue() &&
1112          "Invalid join with reserved register");
1113
1114   // Optimization for reserved registers like ESP. We can only merge with a
1115   // reserved physreg if RHS has a single value that is a copy of CP.DstReg().
1116   // The live range of the reserved register will look like a set of dead defs
1117   // - we don't properly track the live range of reserved registers.
1118
1119   // Deny any overlapping intervals.  This depends on all the reserved
1120   // register live ranges to look like dead defs.
1121   for (MCRegUnitIterator UI(CP.getDstReg(), TRI); UI.isValid(); ++UI)
1122     if (RHS.overlaps(LIS->getRegUnit(*UI))) {
1123       DEBUG(dbgs() << "\t\tInterference: " << PrintRegUnit(*UI, TRI) << '\n');
1124       return false;
1125     }
1126
1127   // Skip any value computations, we are not adding new values to the
1128   // reserved register.  Also skip merging the live ranges, the reserved
1129   // register live range doesn't need to be accurate as long as all the
1130   // defs are there.
1131
1132   // Delete the identity copy.
1133   MachineInstr *CopyMI = MRI->getVRegDef(RHS.reg);
1134   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(CopyMI);
1135   CopyMI->eraseFromParent();
1136
1137   // We don't track kills for reserved registers.
1138   MRI->clearKillFlags(CP.getSrcReg());
1139
1140   return true;
1141 }
1142
1143 //===----------------------------------------------------------------------===//
1144 //                 Interference checking and interval joining
1145 //===----------------------------------------------------------------------===//
1146 //
1147 // In the easiest case, the two live ranges being joined are disjoint, and
1148 // there is no interference to consider. It is quite common, though, to have
1149 // overlapping live ranges, and we need to check if the interference can be
1150 // resolved.
1151 //
1152 // The live range of a single SSA value forms a sub-tree of the dominator tree.
1153 // This means that two SSA values overlap if and only if the def of one value
1154 // is contained in the live range of the other value. As a special case, the
1155 // overlapping values can be defined at the same index.
1156 //
1157 // The interference from an overlapping def can be resolved in these cases:
1158 //
1159 // 1. Coalescable copies. The value is defined by a copy that would become an
1160 //    identity copy after joining SrcReg and DstReg. The copy instruction will
1161 //    be removed, and the value will be merged with the source value.
1162 //
1163 //    There can be several copies back and forth, causing many values to be
1164 //    merged into one. We compute a list of ultimate values in the joined live
1165 //    range as well as a mappings from the old value numbers.
1166 //
1167 // 2. IMPLICIT_DEF. This instruction is only inserted to ensure all PHI
1168 //    predecessors have a live out value. It doesn't cause real interference,
1169 //    and can be merged into the value it overlaps. Like a coalescable copy, it
1170 //    can be erased after joining.
1171 //
1172 // 3. Copy of external value. The overlapping def may be a copy of a value that
1173 //    is already in the other register. This is like a coalescable copy, but
1174 //    the live range of the source register must be trimmed after erasing the
1175 //    copy instruction:
1176 //
1177 //      %src = COPY %ext
1178 //      %dst = COPY %ext  <-- Remove this COPY, trim the live range of %ext.
1179 //
1180 // 4. Clobbering undefined lanes. Vector registers are sometimes built by
1181 //    defining one lane at a time:
1182 //
1183 //      %dst:ssub0<def,read-undef> = FOO
1184 //      %src = BAR
1185 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1186 //
1187 //    The live range of %src overlaps the %dst value defined by FOO, but
1188 //    merging %src into %dst:ssub1 is only going to clobber the ssub1 lane
1189 //    which was undef anyway.
1190 //
1191 //    The value mapping is more complicated in this case. The final live range
1192 //    will have different value numbers for both FOO and BAR, but there is no
1193 //    simple mapping from old to new values. It may even be necessary to add
1194 //    new PHI values.
1195 //
1196 // 5. Clobbering dead lanes. A def may clobber a lane of a vector register that
1197 //    is live, but never read. This can happen because we don't compute
1198 //    individual live ranges per lane.
1199 //
1200 //      %dst<def> = FOO
1201 //      %src = BAR
1202 //      %dst:ssub1<def> = COPY %src
1203 //
1204 //    This kind of interference is only resolved locally. If the clobbered
1205 //    lane value escapes the block, the join is aborted.
1206
1207 namespace {
1208 /// Track information about values in a single virtual register about to be
1209 /// joined. Objects of this class are always created in pairs - one for each
1210 /// side of the CoalescerPair.
1211 class JoinVals {
1212   LiveInterval &LI;
1213
1214   // Location of this register in the final joined register.
1215   // Either CP.DstIdx or CP.SrcIdx.
1216   unsigned SubIdx;
1217
1218   // Values that will be present in the final live range.
1219   SmallVectorImpl<VNInfo*> &NewVNInfo;
1220
1221   const CoalescerPair &CP;
1222   LiveIntervals *LIS;
1223   SlotIndexes *Indexes;
1224   const TargetRegisterInfo *TRI;
1225
1226   // Value number assignments. Maps value numbers in LI to entries in NewVNInfo.
1227   // This is suitable for passing to LiveInterval::join().
1228   SmallVector<int, 8> Assignments;
1229
1230   // Conflict resolution for overlapping values.
1231   enum ConflictResolution {
1232     // No overlap, simply keep this value.
1233     CR_Keep,
1234
1235     // Merge this value into OtherVNI and erase the defining instruction.
1236     // Used for IMPLICIT_DEF, coalescable copies, and copies from external
1237     // values.
1238     CR_Erase,
1239
1240     // Merge this value into OtherVNI but keep the defining instruction.
1241     // This is for the special case where OtherVNI is defined by the same
1242     // instruction.
1243     CR_Merge,
1244
1245     // Keep this value, and have it replace OtherVNI where possible. This
1246     // complicates value mapping since OtherVNI maps to two different values
1247     // before and after this def.
1248     // Used when clobbering undefined or dead lanes.
1249     CR_Replace,
1250
1251     // Unresolved conflict. Visit later when all values have been mapped.
1252     CR_Unresolved,
1253
1254     // Unresolvable conflict. Abort the join.
1255     CR_Impossible
1256   };
1257
1258   // Per-value info for LI. The lane bit masks are all relative to the final
1259   // joined register, so they can be compared directly between SrcReg and
1260   // DstReg.
1261   struct Val {
1262     ConflictResolution Resolution;
1263
1264     // Lanes written by this def, 0 for unanalyzed values.
1265     unsigned WriteLanes;
1266
1267     // Lanes with defined values in this register. Other lanes are undef and
1268     // safe to clobber.
1269     unsigned ValidLanes;
1270
1271     // Value in LI being redefined by this def.
1272     VNInfo *RedefVNI;
1273
1274     // Value in the other live range that overlaps this def, if any.
1275     VNInfo *OtherVNI;
1276
1277     // Is this value an IMPLICIT_DEF that can be erased?
1278     //
1279     // IMPLICIT_DEF values should only exist at the end of a basic block that
1280     // is a predecessor to a phi-value. These IMPLICIT_DEF instructions can be
1281     // safely erased if they are overlapping a live value in the other live
1282     // interval.
1283     //
1284     // Weird control flow graphs and incomplete PHI handling in
1285     // ProcessImplicitDefs can very rarely create IMPLICIT_DEF values with
1286     // longer live ranges. Such IMPLICIT_DEF values should be treated like
1287     // normal values.
1288     bool ErasableImplicitDef;
1289
1290     // True when the live range of this value will be pruned because of an
1291     // overlapping CR_Replace value in the other live range.
1292     bool Pruned;
1293
1294     // True once Pruned above has been computed.
1295     bool PrunedComputed;
1296
1297     Val() : Resolution(CR_Keep), WriteLanes(0), ValidLanes(0),
1298             RedefVNI(0), OtherVNI(0), ErasableImplicitDef(false),
1299             Pruned(false), PrunedComputed(false) {}
1300
1301     bool isAnalyzed() const { return WriteLanes != 0; }
1302   };
1303
1304   // One entry per value number in LI.
1305   SmallVector<Val, 8> Vals;
1306
1307   unsigned computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef);
1308   VNInfo *stripCopies(VNInfo *VNI);
1309   ConflictResolution analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1310   void computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1311   bool taintExtent(unsigned, unsigned, JoinVals&,
1312                    SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> >&);
1313   bool usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned, unsigned, unsigned);
1314   bool isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other);
1315
1316 public:
1317   JoinVals(LiveInterval &li, unsigned subIdx,
1318            SmallVectorImpl<VNInfo*> &newVNInfo,
1319            const CoalescerPair &cp,
1320            LiveIntervals *lis,
1321            const TargetRegisterInfo *tri)
1322     : LI(li), SubIdx(subIdx), NewVNInfo(newVNInfo), CP(cp), LIS(lis),
1323       Indexes(LIS->getSlotIndexes()), TRI(tri),
1324       Assignments(LI.getNumValNums(), -1), Vals(LI.getNumValNums())
1325   {}
1326
1327   /// Analyze defs in LI and compute a value mapping in NewVNInfo.
1328   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1329   bool mapValues(JoinVals &Other);
1330
1331   /// Try to resolve conflicts that require all values to be mapped.
1332   /// Returns false if any conflicts were impossible to resolve.
1333   bool resolveConflicts(JoinVals &Other);
1334
1335   /// Prune the live range of values in Other.LI where they would conflict with
1336   /// CR_Replace values in LI. Collect end points for restoring the live range
1337   /// after joining.
1338   void pruneValues(JoinVals &Other, SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints);
1339
1340   /// Erase any machine instructions that have been coalesced away.
1341   /// Add erased instructions to ErasedInstrs.
1342   /// Add foreign virtual registers to ShrinkRegs if their live range ended at
1343   /// the erased instrs.
1344   void eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1345                    SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs);
1346
1347   /// Get the value assignments suitable for passing to LiveInterval::join.
1348   const int *getAssignments() const { return Assignments.data(); }
1349 };
1350 } // end anonymous namespace
1351
1352 /// Compute the bitmask of lanes actually written by DefMI.
1353 /// Set Redef if there are any partial register definitions that depend on the
1354 /// previous value of the register.
1355 unsigned JoinVals::computeWriteLanes(const MachineInstr *DefMI, bool &Redef) {
1356   unsigned L = 0;
1357   for (ConstMIOperands MO(DefMI); MO.isValid(); ++MO) {
1358     if (!MO->isReg() || MO->getReg() != LI.reg || !MO->isDef())
1359       continue;
1360     L |= TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1361            TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg()));
1362     if (MO->readsReg())
1363       Redef = true;
1364   }
1365   return L;
1366 }
1367
1368 /// Find the ultimate value that VNI was copied from.
1369 VNInfo *JoinVals::stripCopies(VNInfo *VNI) {
1370   while (!VNI->isPHIDef()) {
1371     MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1372     assert(MI && "No defining instruction");
1373     if (!MI->isFullCopy())
1374       break;
1375     unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1376     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1377       break;
1378     LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), VNI->def);
1379     if (!LRQ.valueIn())
1380       break;
1381     VNI = LRQ.valueIn();
1382   }
1383   return VNI;
1384 }
1385
1386 /// Analyze ValNo in this live range, and set all fields of Vals[ValNo].
1387 /// Return a conflict resolution when possible, but leave the hard cases as
1388 /// CR_Unresolved.
1389 /// Recursively calls computeAssignment() on this and Other, guaranteeing that
1390 /// both OtherVNI and RedefVNI have been analyzed and mapped before returning.
1391 /// The recursion always goes upwards in the dominator tree, making loops
1392 /// impossible.
1393 JoinVals::ConflictResolution
1394 JoinVals::analyzeValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1395   Val &V = Vals[ValNo];
1396   assert(!V.isAnalyzed() && "Value has already been analyzed!");
1397   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1398   if (VNI->isUnused()) {
1399     V.WriteLanes = ~0u;
1400     return CR_Keep;
1401   }
1402
1403   // Get the instruction defining this value, compute the lanes written.
1404   const MachineInstr *DefMI = 0;
1405   if (VNI->isPHIDef()) {
1406     // Conservatively assume that all lanes in a PHI are valid.
1407     V.ValidLanes = V.WriteLanes = TRI->getSubRegIndexLaneMask(SubIdx);
1408   } else {
1409     DefMI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1410     bool Redef = false;
1411     V.ValidLanes = V.WriteLanes = computeWriteLanes(DefMI, Redef);
1412
1413     // If this is a read-modify-write instruction, there may be more valid
1414     // lanes than the ones written by this instruction.
1415     // This only covers partial redef operands. DefMI may have normal use
1416     // operands reading the register. They don't contribute valid lanes.
1417     //
1418     // This adds ssub1 to the set of valid lanes in %src:
1419     //
1420     //   %src:ssub1<def> = FOO
1421     //
1422     // This leaves only ssub1 valid, making any other lanes undef:
1423     //
1424     //   %src:ssub1<def,read-undef> = FOO %src:ssub2
1425     //
1426     // The <read-undef> flag on the def operand means that old lane values are
1427     // not important.
1428     if (Redef) {
1429       V.RedefVNI = LiveRangeQuery(LI, VNI->def).valueIn();
1430       assert(V.RedefVNI && "Instruction is reading nonexistent value");
1431       computeAssignment(V.RedefVNI->id, Other);
1432       V.ValidLanes |= Vals[V.RedefVNI->id].ValidLanes;
1433     }
1434
1435     // An IMPLICIT_DEF writes undef values.
1436     if (DefMI->isImplicitDef()) {
1437       // We normally expect IMPLICIT_DEF values to be live only until the end
1438       // of their block. If the value is really live longer and gets pruned in
1439       // another block, this flag is cleared again.
1440       V.ErasableImplicitDef = true;
1441       V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes;
1442     }
1443   }
1444
1445   // Find the value in Other that overlaps VNI->def, if any.
1446   LiveRangeQuery OtherLRQ(Other.LI, VNI->def);
1447
1448   // It is possible that both values are defined by the same instruction, or
1449   // the values are PHIs defined in the same block. When that happens, the two
1450   // values should be merged into one, but not into any preceding value.
1451   // The first value defined or visited gets CR_Keep, the other gets CR_Merge.
1452   if (VNInfo *OtherVNI = OtherLRQ.valueDefined()) {
1453     assert(SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1454
1455     // One value stays, the other is merged. Keep the earlier one, or the first
1456     // one we see.
1457     if (OtherVNI->def < VNI->def)
1458       Other.computeAssignment(OtherVNI->id, *this);
1459     else if (VNI->def < OtherVNI->def && OtherLRQ.valueIn()) {
1460       // This is an early-clobber def overlapping a live-in value in the other
1461       // register. Not mergeable.
1462       V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1463       return CR_Impossible;
1464     }
1465     V.OtherVNI = OtherVNI;
1466     Val &OtherV = Other.Vals[OtherVNI->id];
1467     // Keep this value, check for conflicts when analyzing OtherVNI.
1468     if (!OtherV.isAnalyzed())
1469       return CR_Keep;
1470     // Both sides have been analyzed now.
1471     // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1472     // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1473     if (VNI->isPHIDef())
1474       return CR_Merge;
1475     if (V.ValidLanes & OtherV.ValidLanes)
1476       // Overlapping lanes can't be resolved.
1477       return CR_Impossible;
1478     else
1479       return CR_Merge;
1480   }
1481
1482   // No simultaneous def. Is Other live at the def?
1483   V.OtherVNI = OtherLRQ.valueIn();
1484   if (!V.OtherVNI)
1485     // No overlap, no conflict.
1486     return CR_Keep;
1487
1488   assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, V.OtherVNI->def) && "Broken LRQ");
1489
1490   // We have overlapping values, or possibly a kill of Other.
1491   // Recursively compute assignments up the dominator tree.
1492   Other.computeAssignment(V.OtherVNI->id, *this);
1493   Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1494
1495   // Check if OtherV is an IMPLICIT_DEF that extends beyond its basic block.
1496   // This shouldn't normally happen, but ProcessImplicitDefs can leave such
1497   // IMPLICIT_DEF instructions behind, and there is nothing wrong with it
1498   // technically.
1499   //
1500   // WHen it happens, treat that IMPLICIT_DEF as a normal value, and don't try
1501   // to erase the IMPLICIT_DEF instruction.
1502   if (OtherV.ErasableImplicitDef && DefMI &&
1503       DefMI->getParent() != Indexes->getMBBFromIndex(V.OtherVNI->def)) {
1504     DEBUG(dbgs() << "IMPLICIT_DEF defined at " << V.OtherVNI->def
1505                  << " extends into BB#" << DefMI->getParent()->getNumber()
1506                  << ", keeping it.\n");
1507     OtherV.ErasableImplicitDef = false;
1508   }
1509
1510   // Allow overlapping PHI values. Any real interference would show up in a
1511   // predecessor, the PHI itself can't introduce any conflicts.
1512   if (VNI->isPHIDef())
1513     return CR_Replace;
1514
1515   // Check for simple erasable conflicts.
1516   if (DefMI->isImplicitDef())
1517     return CR_Erase;
1518
1519   // Include the non-conflict where DefMI is a coalescable copy that kills
1520   // OtherVNI. We still want the copy erased and value numbers merged.
1521   if (CP.isCoalescable(DefMI)) {
1522     // Some of the lanes copied from OtherVNI may be undef, making them undef
1523     // here too.
1524     V.ValidLanes &= ~V.WriteLanes | OtherV.ValidLanes;
1525     return CR_Erase;
1526   }
1527
1528   // This may not be a real conflict if DefMI simply kills Other and defines
1529   // VNI.
1530   if (OtherLRQ.isKill() && OtherLRQ.endPoint() <= VNI->def)
1531     return CR_Keep;
1532
1533   // Handle the case where VNI and OtherVNI can be proven to be identical:
1534   //
1535   //   %other = COPY %ext
1536   //   %this  = COPY %ext <-- Erase this copy
1537   //
1538   if (DefMI->isFullCopy() && !CP.isPartial() &&
1539       stripCopies(VNI) == stripCopies(V.OtherVNI))
1540     return CR_Erase;
1541
1542   // If the lanes written by this instruction were all undef in OtherVNI, it is
1543   // still safe to join the live ranges. This can't be done with a simple value
1544   // mapping, though - OtherVNI will map to multiple values:
1545   //
1546   //   1 %dst:ssub0 = FOO                <-- OtherVNI
1547   //   2 %src = BAR                      <-- VNI
1548   //   3 %dst:ssub1 = COPY %src<kill>    <-- Eliminate this copy.
1549   //   4 BAZ %dst<kill>
1550   //   5 QUUX %src<kill>
1551   //
1552   // Here OtherVNI will map to itself in [1;2), but to VNI in [2;5). CR_Replace
1553   // handles this complex value mapping.
1554   if ((V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes) == 0)
1555     return CR_Replace;
1556
1557   // If the other live range is killed by DefMI and the live ranges are still
1558   // overlapping, it must be because we're looking at an early clobber def:
1559   //
1560   //   %dst<def,early-clobber> = ASM %src<kill>
1561   //
1562   // In this case, it is illegal to merge the two live ranges since the early
1563   // clobber def would clobber %src before it was read.
1564   if (OtherLRQ.isKill()) {
1565     // This case where the def doesn't overlap the kill is handled above.
1566     assert(VNI->def.isEarlyClobber() &&
1567            "Only early clobber defs can overlap a kill");
1568     return CR_Impossible;
1569   }
1570
1571   // VNI is clobbering live lanes in OtherVNI, but there is still the
1572   // possibility that no instructions actually read the clobbered lanes.
1573   // If we're clobbering all the lanes in OtherVNI, at least one must be read.
1574   // Otherwise Other.LI wouldn't be live here.
1575   if ((TRI->getSubRegIndexLaneMask(Other.SubIdx) & ~V.WriteLanes) == 0)
1576     return CR_Impossible;
1577
1578   // We need to verify that no instructions are reading the clobbered lanes. To
1579   // save compile time, we'll only check that locally. Don't allow the tainted
1580   // value to escape the basic block.
1581   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1582   if (OtherLRQ.endPoint() >= Indexes->getMBBEndIdx(MBB))
1583     return CR_Impossible;
1584
1585   // There are still some things that could go wrong besides clobbered lanes
1586   // being read, for example OtherVNI may be only partially redefined in MBB,
1587   // and some clobbered lanes could escape the block. Save this analysis for
1588   // resolveConflicts() when all values have been mapped. We need to know
1589   // RedefVNI and WriteLanes for any later defs in MBB, and we can't compute
1590   // that now - the recursive analyzeValue() calls must go upwards in the
1591   // dominator tree.
1592   return CR_Unresolved;
1593 }
1594
1595 /// Compute the value assignment for ValNo in LI.
1596 /// This may be called recursively by analyzeValue(), but never for a ValNo on
1597 /// the stack.
1598 void JoinVals::computeAssignment(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1599   Val &V = Vals[ValNo];
1600   if (V.isAnalyzed()) {
1601     // Recursion should always move up the dominator tree, so ValNo is not
1602     // supposed to reappear before it has been assigned.
1603     assert(Assignments[ValNo] != -1 && "Bad recursion?");
1604     return;
1605   }
1606   switch ((V.Resolution = analyzeValue(ValNo, Other))) {
1607   case CR_Erase:
1608   case CR_Merge:
1609     // Merge this ValNo into OtherVNI.
1610     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't merge.");
1611     assert(Other.Vals[V.OtherVNI->id].isAnalyzed() && "Missing recursion");
1612     Assignments[ValNo] = Other.Assignments[V.OtherVNI->id];
1613     DEBUG(dbgs() << "\t\tmerge " << PrintReg(LI.reg) << ':' << ValNo << '@'
1614                  << LI.getValNumInfo(ValNo)->def << " into "
1615                  << PrintReg(Other.LI.reg) << ':' << V.OtherVNI->id << '@'
1616                  << V.OtherVNI->def << " --> @"
1617                  << NewVNInfo[Assignments[ValNo]]->def << '\n');
1618     break;
1619   case CR_Replace:
1620   case CR_Unresolved:
1621     // The other value is going to be pruned if this join is successful.
1622     assert(V.OtherVNI && "OtherVNI not assigned, can't prune");
1623     Other.Vals[V.OtherVNI->id].Pruned = true;
1624     // Fall through.
1625   default:
1626     // This value number needs to go in the final joined live range.
1627     Assignments[ValNo] = NewVNInfo.size();
1628     NewVNInfo.push_back(LI.getValNumInfo(ValNo));
1629     break;
1630   }
1631 }
1632
1633 bool JoinVals::mapValues(JoinVals &Other) {
1634   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1635     computeAssignment(i, Other);
1636     if (Vals[i].Resolution == CR_Impossible) {
1637       DEBUG(dbgs() << "\t\tinterference at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1638                    << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1639       return false;
1640     }
1641   }
1642   return true;
1643 }
1644
1645 /// Assuming ValNo is going to clobber some valid lanes in Other.LI, compute
1646 /// the extent of the tainted lanes in the block.
1647 ///
1648 /// Multiple values in Other.LI can be affected since partial redefinitions can
1649 /// preserve previously tainted lanes.
1650 ///
1651 ///   1 %dst = VLOAD           <-- Define all lanes in %dst
1652 ///   2 %src = FOO             <-- ValNo to be joined with %dst:ssub0
1653 ///   3 %dst:ssub1 = BAR       <-- Partial redef doesn't clear taint in ssub0
1654 ///   4 %dst:ssub0 = COPY %src <-- Conflict resolved, ssub0 wasn't read
1655 ///
1656 /// For each ValNo in Other that is affected, add an (EndIndex, TaintedLanes)
1657 /// entry to TaintedVals.
1658 ///
1659 /// Returns false if the tainted lanes extend beyond the basic block.
1660 bool JoinVals::
1661 taintExtent(unsigned ValNo, unsigned TaintedLanes, JoinVals &Other,
1662             SmallVectorImpl<std::pair<SlotIndex, unsigned> > &TaintExtent) {
1663   VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(ValNo);
1664   MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1665   SlotIndex MBBEnd = Indexes->getMBBEndIdx(MBB);
1666
1667   // Scan Other.LI from VNI.def to MBBEnd.
1668   LiveInterval::iterator OtherI = Other.LI.find(VNI->def);
1669   assert(OtherI != Other.LI.end() && "No conflict?");
1670   do {
1671     // OtherI is pointing to a tainted value. Abort the join if the tainted
1672     // lanes escape the block.
1673     SlotIndex End = OtherI->end;
1674     if (End >= MBBEnd) {
1675       DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints global " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1676                    << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start << '\n');
1677       return false;
1678     }
1679     DEBUG(dbgs() << "\t\ttaints local " << PrintReg(Other.LI.reg) << ':'
1680                  << OtherI->valno->id << '@' << OtherI->start
1681                  << " to " << End << '\n');
1682     // A dead def is not a problem.
1683     if (End.isDead())
1684       break;
1685     TaintExtent.push_back(std::make_pair(End, TaintedLanes));
1686
1687     // Check for another def in the MBB.
1688     if (++OtherI == Other.LI.end() || OtherI->start >= MBBEnd)
1689       break;
1690
1691     // Lanes written by the new def are no longer tainted.
1692     const Val &OV = Other.Vals[OtherI->valno->id];
1693     TaintedLanes &= ~OV.WriteLanes;
1694     if (!OV.RedefVNI)
1695       break;
1696   } while (TaintedLanes);
1697   return true;
1698 }
1699
1700 /// Return true if MI uses any of the given Lanes from Reg.
1701 /// This does not include partial redefinitions of Reg.
1702 bool JoinVals::usesLanes(MachineInstr *MI, unsigned Reg, unsigned SubIdx,
1703                          unsigned Lanes) {
1704   if (MI->isDebugValue())
1705     return false;
1706   for (ConstMIOperands MO(MI); MO.isValid(); ++MO) {
1707     if (!MO->isReg() || MO->isDef() || MO->getReg() != Reg)
1708       continue;
1709     if (!MO->readsReg())
1710       continue;
1711     if (Lanes & TRI->getSubRegIndexLaneMask(
1712                   TRI->composeSubRegIndices(SubIdx, MO->getSubReg())))
1713       return true;
1714   }
1715   return false;
1716 }
1717
1718 bool JoinVals::resolveConflicts(JoinVals &Other) {
1719   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1720     Val &V = Vals[i];
1721     assert (V.Resolution != CR_Impossible && "Unresolvable conflict");
1722     if (V.Resolution != CR_Unresolved)
1723       continue;
1724     DEBUG(dbgs() << "\t\tconflict at " << PrintReg(LI.reg) << ':' << i
1725                  << '@' << LI.getValNumInfo(i)->def << '\n');
1726     ++NumLaneConflicts;
1727     assert(V.OtherVNI && "Inconsistent conflict resolution.");
1728     VNInfo *VNI = LI.getValNumInfo(i);
1729     const Val &OtherV = Other.Vals[V.OtherVNI->id];
1730
1731     // VNI is known to clobber some lanes in OtherVNI. If we go ahead with the
1732     // join, those lanes will be tainted with a wrong value. Get the extent of
1733     // the tainted lanes.
1734     unsigned TaintedLanes = V.WriteLanes & OtherV.ValidLanes;
1735     SmallVector<std::pair<SlotIndex, unsigned>, 8> TaintExtent;
1736     if (!taintExtent(i, TaintedLanes, Other, TaintExtent))
1737       // Tainted lanes would extend beyond the basic block.
1738       return false;
1739
1740     assert(!TaintExtent.empty() && "There should be at least one conflict.");
1741
1742     // Now look at the instructions from VNI->def to TaintExtent (inclusive).
1743     MachineBasicBlock *MBB = Indexes->getMBBFromIndex(VNI->def);
1744     MachineBasicBlock::iterator MI = MBB->begin();
1745     if (!VNI->isPHIDef()) {
1746       MI = Indexes->getInstructionFromIndex(VNI->def);
1747       // No need to check the instruction defining VNI for reads.
1748       ++MI;
1749     }
1750     assert(!SlotIndex::isSameInstr(VNI->def, TaintExtent.front().first) &&
1751            "Interference ends on VNI->def. Should have been handled earlier");
1752     MachineInstr *LastMI =
1753       Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent.front().first);
1754     assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1755     unsigned TaintNum = 0;
1756     for(;;) {
1757       assert(MI != MBB->end() && "Bad LastMI");
1758       if (usesLanes(MI, Other.LI.reg, Other.SubIdx, TaintedLanes)) {
1759         DEBUG(dbgs() << "\t\ttainted lanes used by: " << *MI);
1760         return false;
1761       }
1762       // LastMI is the last instruction to use the current value.
1763       if (&*MI == LastMI) {
1764         if (++TaintNum == TaintExtent.size())
1765           break;
1766         LastMI = Indexes->getInstructionFromIndex(TaintExtent[TaintNum].first);
1767         assert(LastMI && "Range must end at a proper instruction");
1768         TaintedLanes = TaintExtent[TaintNum].second;
1769       }
1770       ++MI;
1771     }
1772
1773     // The tainted lanes are unused.
1774     V.Resolution = CR_Replace;
1775     ++NumLaneResolves;
1776   }
1777   return true;
1778 }
1779
1780 // Determine if ValNo is a copy of a value number in LI or Other.LI that will
1781 // be pruned:
1782 //
1783 //   %dst = COPY %src
1784 //   %src = COPY %dst  <-- This value to be pruned.
1785 //   %dst = COPY %src  <-- This value is a copy of a pruned value.
1786 //
1787 bool JoinVals::isPrunedValue(unsigned ValNo, JoinVals &Other) {
1788   Val &V = Vals[ValNo];
1789   if (V.Pruned || V.PrunedComputed)
1790     return V.Pruned;
1791
1792   if (V.Resolution != CR_Erase && V.Resolution != CR_Merge)
1793     return V.Pruned;
1794
1795   // Follow copies up the dominator tree and check if any intermediate value
1796   // has been pruned.
1797   V.PrunedComputed = true;
1798   V.Pruned = Other.isPrunedValue(V.OtherVNI->id, *this);
1799   return V.Pruned;
1800 }
1801
1802 void JoinVals::pruneValues(JoinVals &Other,
1803                            SmallVectorImpl<SlotIndex> &EndPoints) {
1804   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1805     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1806     switch (Vals[i].Resolution) {
1807     case CR_Keep:
1808       break;
1809     case CR_Replace: {
1810       // This value takes precedence over the value in Other.LI.
1811       LIS->pruneValue(&Other.LI, Def, &EndPoints);
1812       // Check if we're replacing an IMPLICIT_DEF value. The IMPLICIT_DEF
1813       // instructions are only inserted to provide a live-out value for PHI
1814       // predecessors, so the instruction should simply go away once its value
1815       // has been replaced.
1816       Val &OtherV = Other.Vals[Vals[i].OtherVNI->id];
1817       bool EraseImpDef = OtherV.ErasableImplicitDef &&
1818                          OtherV.Resolution == CR_Keep;
1819       if (!Def.isBlock()) {
1820         // Remove <def,read-undef> flags. This def is now a partial redef.
1821         // Also remove <def,dead> flags since the joined live range will
1822         // continue past this instruction.
1823         for (MIOperands MO(Indexes->getInstructionFromIndex(Def));
1824              MO.isValid(); ++MO)
1825           if (MO->isReg() && MO->isDef() && MO->getReg() == LI.reg) {
1826             MO->setIsUndef(EraseImpDef);
1827             MO->setIsDead(false);
1828           }
1829         // This value will reach instructions below, but we need to make sure
1830         // the live range also reaches the instruction at Def.
1831         if (!EraseImpDef)
1832           EndPoints.push_back(Def);
1833       }
1834       DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned " << PrintReg(Other.LI.reg) << " at " << Def
1835                    << ": " << Other.LI << '\n');
1836       break;
1837     }
1838     case CR_Erase:
1839     case CR_Merge:
1840       if (isPrunedValue(i, Other)) {
1841         // This value is ultimately a copy of a pruned value in LI or Other.LI.
1842         // We can no longer trust the value mapping computed by
1843         // computeAssignment(), the value that was originally copied could have
1844         // been replaced.
1845         LIS->pruneValue(&LI, Def, &EndPoints);
1846         DEBUG(dbgs() << "\t\tpruned all of " << PrintReg(LI.reg) << " at "
1847                      << Def << ": " << LI << '\n');
1848       }
1849       break;
1850     case CR_Unresolved:
1851     case CR_Impossible:
1852       llvm_unreachable("Unresolved conflicts");
1853     }
1854   }
1855 }
1856
1857 void JoinVals::eraseInstrs(SmallPtrSet<MachineInstr*, 8> &ErasedInstrs,
1858                            SmallVectorImpl<unsigned> &ShrinkRegs) {
1859   for (unsigned i = 0, e = LI.getNumValNums(); i != e; ++i) {
1860     // Get the def location before markUnused() below invalidates it.
1861     SlotIndex Def = LI.getValNumInfo(i)->def;
1862     switch (Vals[i].Resolution) {
1863     case CR_Keep:
1864       // If an IMPLICIT_DEF value is pruned, it doesn't serve a purpose any
1865       // longer. The IMPLICIT_DEF instructions are only inserted by
1866       // PHIElimination to guarantee that all PHI predecessors have a value.
1867       if (!Vals[i].ErasableImplicitDef || !Vals[i].Pruned)
1868         break;
1869       // Remove value number i from LI. Note that this VNInfo is still present
1870       // in NewVNInfo, so it will appear as an unused value number in the final
1871       // joined interval.
1872       LI.getValNumInfo(i)->markUnused();
1873       LI.removeValNo(LI.getValNumInfo(i));
1874       DEBUG(dbgs() << "\t\tremoved " << i << '@' << Def << ": " << LI << '\n');
1875       // FALL THROUGH.
1876
1877     case CR_Erase: {
1878       MachineInstr *MI = Indexes->getInstructionFromIndex(Def);
1879       assert(MI && "No instruction to erase");
1880       if (MI->isCopy()) {
1881         unsigned Reg = MI->getOperand(1).getReg();
1882         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
1883             Reg != CP.getSrcReg() && Reg != CP.getDstReg())
1884           ShrinkRegs.push_back(Reg);
1885       }
1886       ErasedInstrs.insert(MI);
1887       DEBUG(dbgs() << "\t\terased:\t" << Def << '\t' << *MI);
1888       LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
1889       MI->eraseFromParent();
1890       break;
1891     }
1892     default:
1893       break;
1894     }
1895   }
1896 }
1897
1898 bool RegisterCoalescer::joinVirtRegs(CoalescerPair &CP) {
1899   SmallVector<VNInfo*, 16> NewVNInfo;
1900   LiveInterval &RHS = LIS->getInterval(CP.getSrcReg());
1901   LiveInterval &LHS = LIS->getInterval(CP.getDstReg());
1902   JoinVals RHSVals(RHS, CP.getSrcIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1903   JoinVals LHSVals(LHS, CP.getDstIdx(), NewVNInfo, CP, LIS, TRI);
1904
1905   DEBUG(dbgs() << "\t\tRHS = " << PrintReg(CP.getSrcReg()) << ' ' << RHS
1906                << "\n\t\tLHS = " << PrintReg(CP.getDstReg()) << ' ' << LHS
1907                << '\n');
1908
1909   // First compute NewVNInfo and the simple value mappings.
1910   // Detect impossible conflicts early.
1911   if (!LHSVals.mapValues(RHSVals) || !RHSVals.mapValues(LHSVals))
1912     return false;
1913
1914   // Some conflicts can only be resolved after all values have been mapped.
1915   if (!LHSVals.resolveConflicts(RHSVals) || !RHSVals.resolveConflicts(LHSVals))
1916     return false;
1917
1918   // All clear, the live ranges can be merged.
1919
1920   // The merging algorithm in LiveInterval::join() can't handle conflicting
1921   // value mappings, so we need to remove any live ranges that overlap a
1922   // CR_Replace resolution. Collect a set of end points that can be used to
1923   // restore the live range after joining.
1924   SmallVector<SlotIndex, 8> EndPoints;
1925   LHSVals.pruneValues(RHSVals, EndPoints);
1926   RHSVals.pruneValues(LHSVals, EndPoints);
1927
1928   // Erase COPY and IMPLICIT_DEF instructions. This may cause some external
1929   // registers to require trimming.
1930   SmallVector<unsigned, 8> ShrinkRegs;
1931   LHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1932   RHSVals.eraseInstrs(ErasedInstrs, ShrinkRegs);
1933   while (!ShrinkRegs.empty())
1934     LIS->shrinkToUses(&LIS->getInterval(ShrinkRegs.pop_back_val()));
1935
1936   // Join RHS into LHS.
1937   LHS.join(RHS, LHSVals.getAssignments(), RHSVals.getAssignments(), NewVNInfo,
1938            MRI);
1939
1940   // Kill flags are going to be wrong if the live ranges were overlapping.
1941   // Eventually, we should simply clear all kill flags when computing live
1942   // ranges. They are reinserted after register allocation.
1943   MRI->clearKillFlags(LHS.reg);
1944   MRI->clearKillFlags(RHS.reg);
1945
1946   if (EndPoints.empty())
1947     return true;
1948
1949   // Recompute the parts of the live range we had to remove because of
1950   // CR_Replace conflicts.
1951   DEBUG(dbgs() << "\t\trestoring liveness to " << EndPoints.size()
1952                << " points: " << LHS << '\n');
1953   LIS->extendToIndices(&LHS, EndPoints);
1954   return true;
1955 }
1956
1957 /// joinIntervals - Attempt to join these two intervals.  On failure, this
1958 /// returns false.
1959 bool RegisterCoalescer::joinIntervals(CoalescerPair &CP) {
1960   return CP.isPhys() ? joinReservedPhysReg(CP) : joinVirtRegs(CP);
1961 }
1962
1963 namespace {
1964 // Information concerning MBB coalescing priority.
1965 struct MBBPriorityInfo {
1966   MachineBasicBlock *MBB;
1967   unsigned Depth;
1968   bool IsSplit;
1969
1970   MBBPriorityInfo(MachineBasicBlock *mbb, unsigned depth, bool issplit)
1971     : MBB(mbb), Depth(depth), IsSplit(issplit) {}
1972 };
1973 }
1974
1975 // C-style comparator that sorts first based on the loop depth of the basic
1976 // block (the unsigned), and then on the MBB number.
1977 //
1978 // EnableGlobalCopies assumes that the primary sort key is loop depth.
1979 static int compareMBBPriority(const void *L, const void *R) {
1980   const MBBPriorityInfo *LHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(L);
1981   const MBBPriorityInfo *RHS = static_cast<const MBBPriorityInfo*>(R);
1982   // Deeper loops first
1983   if (LHS->Depth != RHS->Depth)
1984     return LHS->Depth > RHS->Depth ? -1 : 1;
1985
1986   // Try to unsplit critical edges next.
1987   if (LHS->IsSplit != RHS->IsSplit)
1988     return LHS->IsSplit ? -1 : 1;
1989
1990   // Prefer blocks that are more connected in the CFG. This takes care of
1991   // the most difficult copies first while intervals are short.
1992   unsigned cl = LHS->MBB->pred_size() + LHS->MBB->succ_size();
1993   unsigned cr = RHS->MBB->pred_size() + RHS->MBB->succ_size();
1994   if (cl != cr)
1995     return cl > cr ? -1 : 1;
1996
1997   // As a last resort, sort by block number.
1998   return LHS->MBB->getNumber() < RHS->MBB->getNumber() ? -1 : 1;
1999 }
2000
2001 /// \returns true if the given copy uses or defines a local live range.
2002 static bool isLocalCopy(MachineInstr *Copy, const LiveIntervals *LIS) {
2003   if (!Copy->isCopy())
2004     return false;
2005
2006   unsigned SrcReg = Copy->getOperand(1).getReg();
2007   unsigned DstReg = Copy->getOperand(0).getReg();
2008   if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg)
2009       || TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg))
2010     return false;
2011
2012   return LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(SrcReg))
2013     || LIS->intervalIsInOneMBB(LIS->getInterval(DstReg));
2014 }
2015
2016 // Try joining WorkList copies starting from index From.
2017 // Null out any successful joins.
2018 bool RegisterCoalescer::
2019 copyCoalesceWorkList(MutableArrayRef<MachineInstr*> CurrList) {
2020   bool Progress = false;
2021   for (unsigned i = 0, e = CurrList.size(); i != e; ++i) {
2022     if (!CurrList[i])
2023       continue;
2024     // Skip instruction pointers that have already been erased, for example by
2025     // dead code elimination.
2026     if (ErasedInstrs.erase(CurrList[i])) {
2027       CurrList[i] = 0;
2028       continue;
2029     }
2030     bool Again = false;
2031     bool Success = joinCopy(CurrList[i], Again);
2032     Progress |= Success;
2033     if (Success || !Again)
2034       CurrList[i] = 0;
2035   }
2036   return Progress;
2037 }
2038
2039 void
2040 RegisterCoalescer::copyCoalesceInMBB(MachineBasicBlock *MBB) {
2041   DEBUG(dbgs() << MBB->getName() << ":\n");
2042
2043   // Collect all copy-like instructions in MBB. Don't start coalescing anything
2044   // yet, it might invalidate the iterator.
2045   const unsigned PrevSize = WorkList.size();
2046   if (JoinGlobalCopies) {
2047     // Coalesce copies bottom-up to coalesce local defs before local uses. They
2048     // are not inherently easier to resolve, but slightly preferable until we
2049     // have local live range splitting. In particular this is required by
2050     // cmp+jmp macro fusion.
2051     for (MachineBasicBlock::reverse_iterator
2052            MII = MBB->rbegin(), E = MBB->rend(); MII != E; ++MII) {
2053       if (!MII->isCopyLike())
2054         continue;
2055       if (isLocalCopy(&(*MII), LIS))
2056         LocalWorkList.push_back(&(*MII));
2057       else
2058         WorkList.push_back(&(*MII));
2059     }
2060   }
2061   else {
2062      for (MachineBasicBlock::iterator MII = MBB->begin(), E = MBB->end();
2063           MII != E; ++MII)
2064        if (MII->isCopyLike())
2065          WorkList.push_back(MII);
2066   }
2067   // Try coalescing the collected copies immediately, and remove the nulls.
2068   // This prevents the WorkList from getting too large since most copies are
2069   // joinable on the first attempt.
2070   MutableArrayRef<MachineInstr*>
2071     CurrList(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end());
2072   if (copyCoalesceWorkList(CurrList))
2073     WorkList.erase(std::remove(WorkList.begin() + PrevSize, WorkList.end(),
2074                                (MachineInstr*)0), WorkList.end());
2075 }
2076
2077 void RegisterCoalescer::coalesceLocals() {
2078   copyCoalesceWorkList(LocalWorkList);
2079   for (unsigned j = 0, je = LocalWorkList.size(); j != je; ++j) {
2080     if (LocalWorkList[j])
2081       WorkList.push_back(LocalWorkList[j]);
2082   }
2083   LocalWorkList.clear();
2084 }
2085
2086 void RegisterCoalescer::joinAllIntervals() {
2087   DEBUG(dbgs() << "********** JOINING INTERVALS ***********\n");
2088   assert(WorkList.empty() && LocalWorkList.empty() && "Old data still around.");
2089
2090   std::vector<MBBPriorityInfo> MBBs;
2091   MBBs.reserve(MF->size());
2092   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end();I != E;++I){
2093     MachineBasicBlock *MBB = I;
2094     MBBs.push_back(MBBPriorityInfo(MBB, Loops->getLoopDepth(MBB),
2095                                    JoinSplitEdges && isSplitEdge(MBB)));
2096   }
2097   array_pod_sort(MBBs.begin(), MBBs.end(), compareMBBPriority);
2098
2099   // Coalesce intervals in MBB priority order.
2100   unsigned CurrDepth = UINT_MAX;
2101   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
2102     // Try coalescing the collected local copies for deeper loops.
2103     if (JoinGlobalCopies && MBBs[i].Depth < CurrDepth) {
2104       coalesceLocals();
2105       CurrDepth = MBBs[i].Depth;
2106     }
2107     copyCoalesceInMBB(MBBs[i].MBB);
2108   }
2109   coalesceLocals();
2110
2111   // Joining intervals can allow other intervals to be joined.  Iteratively join
2112   // until we make no progress.
2113   while (copyCoalesceWorkList(WorkList))
2114     /* empty */ ;
2115 }
2116
2117 void RegisterCoalescer::releaseMemory() {
2118   ErasedInstrs.clear();
2119   WorkList.clear();
2120   DeadDefs.clear();
2121   InflateRegs.clear();
2122 }
2123
2124 bool RegisterCoalescer::runOnMachineFunction(MachineFunction &fn) {
2125   MF = &fn;
2126   MRI = &fn.getRegInfo();
2127   TM = &fn.getTarget();
2128   TRI = TM->getRegisterInfo();
2129   TII = TM->getInstrInfo();
2130   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
2131   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
2132   Loops = &getAnalysis<MachineLoopInfo>();
2133
2134   const TargetSubtargetInfo &ST = TM->getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
2135   if (EnableGlobalCopies == cl::BOU_UNSET)
2136     JoinGlobalCopies = ST.enableMachineScheduler();
2137   else
2138     JoinGlobalCopies = (EnableGlobalCopies == cl::BOU_TRUE);
2139
2140   // The MachineScheduler does not currently require JoinSplitEdges. This will
2141   // either be enabled unconditionally or replaced by a more general live range
2142   // splitting optimization.
2143   JoinSplitEdges = EnableJoinSplits;
2144
2145   DEBUG(dbgs() << "********** SIMPLE REGISTER COALESCING **********\n"
2146                << "********** Function: " << MF->getName() << '\n');
2147
2148   if (VerifyCoalescing)
2149     MF->verify(this, "Before register coalescing");
2150
2151   RegClassInfo.runOnMachineFunction(fn);
2152
2153   // Join (coalesce) intervals if requested.
2154   if (EnableJoining)
2155     joinAllIntervals();
2156
2157   // After deleting a lot of copies, register classes may be less constrained.
2158   // Removing sub-register operands may allow GR32_ABCD -> GR32 and DPR_VFP2 ->
2159   // DPR inflation.
2160   array_pod_sort(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end());
2161   InflateRegs.erase(std::unique(InflateRegs.begin(), InflateRegs.end()),
2162                     InflateRegs.end());
2163   DEBUG(dbgs() << "Trying to inflate " << InflateRegs.size() << " regs.\n");
2164   for (unsigned i = 0, e = InflateRegs.size(); i != e; ++i) {
2165     unsigned Reg = InflateRegs[i];
2166     if (MRI->reg_nodbg_empty(Reg))
2167       continue;
2168     if (MRI->recomputeRegClass(Reg, *TM)) {
2169       DEBUG(dbgs() << PrintReg(Reg) << " inflated to "
2170                    << MRI->getRegClass(Reg)->getName() << '\n');
2171       ++NumInflated;
2172     }
2173   }
2174
2175   DEBUG(dump());
2176   if (VerifyCoalescing)
2177     MF->verify(this, "After register coalescing");
2178   return true;
2179 }
2180
2181 /// print - Implement the dump method.
2182 void RegisterCoalescer::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
2183    LIS->print(O, m);
2184 }